CN111109046A - 一种可降解育苗钵及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解育苗钵,是由椰糠、草炭和腐殖土组成的可降解混合料,以及占所述可降解混合料总重量不小于1%的无机矿物和占所述可降解混合料总重量不小于1%的胶黏剂共混压制成型,其制备方法,包括如下步骤:将椰糠、草炭、腐殖土、无机矿物和胶黏剂,按比例置于混合机中混合均匀,得到初混物料;将所述初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。本发明可降解育苗钵具有优异的吸水性、保水性及透气性,根系能正常穿透育苗钵,并可实现钵‑苗一体化移栽,不存在伤害作物根系问题。另外,将作物移栽至大田后,育苗钵中椰糠、草炭和腐殖土等成分可在土壤中降解,作为作物肥料被再次利用,不会对土壤带来污染等问题。
Description
技术领域
本发明涉及可降解复合材料领域,具体涉及一种可降解育苗钵及其制备方法。
背景技术
目前,市场上常见育苗钵的主要原材料为PE(聚乙烯)、PU(聚氨酯)等石油基材料,它的原材料属于不可再生资源,另外,石油基材料制备的育苗钵不仅不能降解,还易产生“白色污染”。当作物移栽时需将育苗钵与作物分离,容易造成伤根,降低植物活性。基质培育也是常见的一种育苗方式,但存在基质体积大,运输成本高,以及后期作物移栽时,容易散架,造成伤根,降低作物活性等。因此,开发一款可降解的,运输过程抗压强度大的育苗钵具有非常重要的意义。
中国专利CN108934592A公开了一种可降解育苗钵,以木屑、水稻秸秆、淀粉、电玉粉为原料。其制作方法,按顺序包括以下步骤:将回收来的水稻秸秆粉碎长度约1mm的碎片;木屑、水稻秸秆、淀粉、电玉粉以45:45:5:5的比例混合;混合后装入模具。
中国专利CN107580912A公开了一种可降解育苗钵,包含以下重量份原料:植物秸秆50-100份,稻壳50-100份,禽类粪便20-50份,黏合剂5-10份,石蜡2-10份,壳聚糖10-30份,粉煤灰5-10份,溶解剂20-40份,助剂4-12份。
中国专利CN104719037A公开了一种新型可降解育苗钵,该育苗钵由粉碎的植物秸秆与畜禽粪便沼液混合密封进行发酵并压缩成型晾干后得到。
以上可降解育苗钵通常由木屑、秸秆、动物粪便等组成,存在制备工艺复杂,成品抗压强度不高等缺陷。现有技术中尚未见采用椰糠、草炭和腐殖土为原料制作育苗钵的报道。
发明内容
本发明旨在提供一种可降解育苗钵及其制备方法,以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的:
一种可降解育苗钵,是由椰糠、草炭和腐殖土组成的可降解混合料,以及占所述可降解混合料总重量不小于1%的无机矿物和占所述可降解混合料总重量不小于1%的胶黏剂共混压制成型。
作为优选的技术方案,所述可降解混合料中,椰糠的重量不低于20%,草炭的重量不低于10%,腐殖土的重量不低于20%。优选的,上述三种组分的含量分别为:椰糠20-70%、草炭10-50%、腐殖土20-50%,各组分百分含量之和为100%。更优选的,上述三种组分的含量分别为:椰糠20-40%、草炭20-40%、腐殖土30-40%,各组分百分含量之和为100%。
作为进一步优选的技术方案,所述无机矿物占所述可降解混合料总重量的1-10%,更优选的用量为1-5%。
作为进一步优选的技术方案,所述胶黏剂占所述可降解混合料总重量的1-20%,更优选的用量为5-15%,最优的用量为5-10%。
椰糠是椰子外壳纤维粉末,是加工后的椰子副产物或废弃物。是从椰子外壳纤维加工过程中脱落下的一种纯天然的有机质介质。经加工处理后的椰糠非常适合于培植植物,是目前比较流行的园艺介质。优选的,所述椰糠的含水率1-10%,pH值6.0-7.5。
优选的,所述草炭的有机质含量在30%以上,比重0.7-1.05,pH值5.5-6.5。
优选的,所述腐殖土粒径50-2000目,含水率2-15%。
所述无机矿物可选自本领域常用的无机栽培基质,包括但不限于蛭石、珍珠岩、沙、硕石、膨胀陶粒和炉渣,优选蛭石、珍珠岩中的至少一种,最好是蛭石。蛭石是云母类次生矿物,为铝、镁、铁的含水硅酸盐,由多层薄片构成。蛭石的容重小(0.07-0.25g/cm3),总孔隙度高(133.5%),并且含氮、磷、钾、钙等营养元素,但由于其使用一段时间后由于坍塌、分解、沉降等原因容易破碎而使结构遭到破坏,孔隙度减少,结构变细,影响透气和排水,因此一般认为不能作为育苗钵基材使用。但发明人经研究发现,将蛭石与椰糠、草炭和腐殖土配合使用制作可降解育苗钵,可以很好的克服蛭石的固有缺陷。
进一步的,所述胶黏剂可以是无机胶黏剂或有机胶黏剂。所述无机胶黏剂选自凹凸棒土、硅酸钠和聚醋酸乙烯酯中的至少一种;所述有机胶黏剂选自半纤维素、淀粉和聚乙烯醇中的至少一种。优选的,所述胶黏剂选自半纤维素、凹凸棒土中的至少一种。
本发明还提供上述可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:将椰糠、草炭、腐殖土、无机矿物和胶黏剂,按比例置于混合机中混合均匀,得到初混物料;将所述初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
优选的,上述混合步骤的混合时间为5-90min,混料转速为50-500rpm。
本发明提供了一种可降解育苗钵,以椰糠、草炭、腐殖土、无机矿物和胶黏剂为原材料。本发明中,椰糠的加入可降低育苗钵的密度,提高抗压性能,且具有良好的透气性。该育苗钵具有优异的吸水性、保水性及透气性,根系能正常穿透育苗钵,不影响作物幼苗生长;可实现钵-苗一体化移栽,不存在伤害作物根系问题。另外,将作物移栽至大田后,育苗钵中椰糠、草炭和腐殖土等成分可在土壤中降解,作为作物肥料被再次利用,不会对土壤带来污染等问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述,但并不限制本发明。如无特别说明,各原料均为市售产品。
实施例1
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠20份、草炭40份、腐殖土40份、蛭石2份、半纤维素5份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、蛭石、半纤维素,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为200rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
实施例2
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠20份、草炭40份、腐殖土40份、蛭石2份、半纤维素8份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、蛭石、半纤维素,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为200rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
实施例3
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠30份、草炭30份、腐殖土40份、蛭石2份、半纤维素8份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、蛭石、半纤维素,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为150rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
实施例4
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠40份、草炭20份、腐殖土40份、蛭石2份、半纤维素5份、凹凸棒土5份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、蛭石、半纤维素,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为100rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
实施例5
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠30份、草炭30份、腐殖土40份、珍珠岩2份、半纤维素8份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、珍珠岩、半纤维素,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为150rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
实施例6
一种可降解育苗钵,其重量份组分为:椰糠30份、草炭30份、腐殖土40份、蛭石1份、珍珠岩1份、凹凸棒土8份。
本发明可降解育苗钵的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、腐殖土、蛭石、珍珠岩、凹凸棒土,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为150rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
对比例1
一种育苗钵,重量份组分为:草炭60份、腐殖土40份、凹凸棒土5份。
其制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将草炭、腐殖土、凹凸棒土,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为200rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
对比例2
一种育苗钵,其重量份组分为:椰糠60份、草炭40份、凹凸棒土8份。
其制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将椰糠、草炭、凹凸棒土,按照比例加入混合机中混合均匀,得到初混物料,其中,混合时间为30min;混料转速为200rpm;
步骤二,将初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
检测例
依据《无土栽培学》(第二版,中国农业出版社2011年出版)中检测方法对上述实施例1-6和对比例1-2进行指标检测。可降解育苗钵指标检测结果如表1所示。
表1可降解育苗钵指标检测结果
容重(g/cm<sup>3</sup>) | 总孔隙度(%) | pH | |
实施例1 | 0.39 | 84 | 7.7 |
实施例2 | 0.40 | 83 | 7.5 |
实施例3 | 0.36 | 86 | 7.3 |
实施例4 | 0.32 | 90 | 7.1 |
实施例5 | 0.38 | 84 | 7.2 |
实施例6 | 0.37 | 84 | 7.3 |
对比例1 | 0.46 | 60 | 8.1 |
对比例2 | 0.48 | 58 | 7.9 |
从上述检测结果可以看出:本发明可降解育苗钵具有较低的容重和优异的孔隙度,因此其具有良好的抗压性能和透气性,根系能正常穿透育苗钵,不影响作物幼苗生长。而仅采用椰糠、草炭、腐殖土中的两种组分作为可降解混合料制备的育苗钵(对比例1-2),其容重和孔隙度均显著劣于本发明实施例,显示出这三种组分具有一定的协同增效作用。
本发明可实现钵-苗一体化移栽,不存在伤害作物根系问题。将作物移栽至大田后,本发明育苗钵中椰糠、草炭和腐殖土等成分可在土壤中降解,作为作物肥料被再次利用,不会对土壤带来污染等问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种可降解育苗钵,其特征在于,是由椰糠、草炭和腐殖土组成的可降解混合料,以及占所述可降解混合料总重量不小于1%的无机矿物和占所述可降解混合料总重量不小于1%的胶黏剂共混压制成型。
2.如权利要1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述可降解混合料中,椰糠的重量不低于20%,草炭的重量不低于10%,腐殖土的重量不低于20%。
3.如权利要2所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述可降解混合料中,三种组分的含量分别为:椰糠20-70%、草炭10-50%、腐殖土20-50%,各组分百分含量之和为100%。
4.如权利要3所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述可降解混合料中,三种组分的含量分别为:椰糠20-40%、草炭20-40%、腐殖土30-40%,各组分百分含量之和为100%。
5.如权利要求1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述无机矿物占所述可降解混合料总重量的1-5%。
6.如权利要求1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述胶黏剂占所述可降解混合料总重量的5-10%。
7.如权利要求1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述椰糠的含水率1-10%,pH值6.0-7.5;所述草炭的有机质含量在30%以上,比重0.7-1.05,pH值5.5-6.5;所述腐殖土粒径50-2000目,含水率2-15%。
8.如权利要求1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述无机矿物选自蛭石、珍珠岩中的至少一种。
9.如权利要求1所述的可降解育苗钵,其特征在于,所述胶黏剂选自半纤维素、凹凸棒土中的至少一种。
10.如权利要求1-9任一项所述可降解育苗钵的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将椰糠、草炭、腐殖土、无机矿物和胶黏剂,按比例置于混合机中混合均匀,得到初混物料;将所述初混物料加入制钵机料斗,压制成表面带小孔的可降解育苗钵。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200508 |
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